Vi bao vitamin C và hợp chất phenolic sơ ri - Luận án TS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH ĐẶNG THỊ YẾN VI BAO VITAMIN C VÀ HỢP CHẤT PHENOLIC CÓ TRONG DỊCH CHIẾT TRÁI SƠ RI (Malpighia emarginata DC.) Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 9.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Thành phố Hồ Chí Minh, 2025 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH **************** ĐẶNG THỊ YẾN VI BAO VITAMIN C VÀ HỢP CHẤT PHENOLIC CÓ TRONG DỊCH CHIẾT TRÁI SƠ RI (Malpighia emarginata DC.) Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 9.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Người hướng dẫn khoa học: PGS. KHA CHẤN TUYỀN TS.

DƯƠNG THỊ NGỌC DIỆP Thành phố Hồ Chí Minh, 2025 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài “Vi bao vitamin C và hợp chất phenolic có trong dịch chiết trái sơ ri (Malpighia emarginata DC.)” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và chưa từng dược ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác cho tới thời điểm này. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 02 năm 2025 Nghiên cứu sinh Đặng Thị Yến ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài “Vi bao vitamin C và hợp chất phenolic có trong dịch chiết trái sơ ri (Malpighia emarginata DC.)”, tôi đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ từ tập thể lãnh đạo, các nhà khoa học, cán bộ, giảng viên, chuyên viên khoa Công nghệ hóa học và thực phẩm – trường đại học Nông Lâm TP.HCM; tập thể ban Giám hiệu, ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ thực phẩm – trường đại học Công Thương TP.HCM; tập thể ban Giám hiệu, phòng Sau đại học, cán bộ các phòng, ban chức năng trường đại học Nông Lâm TP. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự hỗ trợ này.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Kha Chấn Tuyền và TS. Dương Thị Ngọc Diệp đã trực tiếp hướng dẫn và hỗ trợ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn KS.

Trần Hiếu và toàn thể cán bộ cùng thành viên phòng thí nghiệm Phát triển sản phẩm trường đại học Nông Lâm TP.HCM đã giúp đỡ tôi trong quá trình triển khai và thực hiện luận án này. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp của tôi đang công tác trường đại học Nông Lâm TP.HCM và trường đại học Công Thương TP.HCM đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án này. Nghiên cứu sinh Đặng Thị Yến iii TÓM TẮT Đề tài: Vi bao vitamin C và hợp chất phenolic có trong dịch chiết trái sơ ri (Malpighia emarginata DC.) Tác giả: Đặng Thị Yến Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 9.01 Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu nhằm (1) xác định quy trình phù hợp để làm giàu vitamin C và các hợp chất phenolic có trong dịch chiết trái sơ ri bằng phương pháp cô đặc lạnh đông, (2) xác định điều kiện thích hợp để điều chế nhũ tương nước trong dầu (W/O) và nước trong dầu trong nước (W/O/W) từ dịch chiết trái sơ ri cô đặc bằng phương pháp nhũ hóa tự phát, (3) tối ưu hóa điều kiện vi bao nhũ tương dịch sơ ri bằng phương pháp sấy phun, (4) dự đoán khả năng giải phóng vitamin C, các hợp chất phenolic (TPC), các hợp chất flavonoid (TFC) và khả năng bắt gốc tự do DPPH của bột sơ ri vi bao thông qua một số mô hình động học giải phóng trong mô trường mô phỏng thực phẩm, (5) xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ bảo quản và độ ẩm không khí đến hàm lượng vitamin C, TPC, TFC và khả năng bắt gốc tự do DPPH của bột sơ ri vi bao. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình cô đặc lạnh đông được tiến hành trong 3 giai đoạn với thời gian đông lạnh lần lượt 24 giờ, 36 giờ và 60 giờ tương ứng từng giai đoạn là thích hợp nhất để cô đặc dịch chiết từ trái sơ ri tươi.

Nhũ tương W/O được tạo từ 40% (v/v) dịch sơ ri cô đặc và 60% (v/v) pha dầu (gồm dầu dướng hương và 10% (v/v) Polyglycerol polyricinolate). Nhũ tương W/O/W được tạo thành sử dụng 25% Tween 80, 21% nhũ tương W/O và khuấy ở tốc độ 700 vòng/phút trong 15 phút. Nhũ tương được hình thành có kích thước giọt 0,35 ± 0,01 µm với chỉ số đa phân tán là 0,33 ± 0,04. Hàm lượng TPC, TFC, vitamin C lần lượt là 5,65 ± 0,05 mgGAE/g, 8,27 ± 0,25 mgQE/100g và 9,17 ± 0,07 mgAAE/g.

Khả năng chống oxy hóa xác định bằng phương pháp bắt gốc tự do DPPH là 62,78% ± 0,33. Hình thái giọt nhũ tương thu được bằng kính hiển vi rõ ràng là ở pha kép với hình dạng hình cầu không có sự kết tụ. Nhũ tương dịch sơ ri dạng W/O/W được phối trộn theo tỉ lệ 1:1,5 (w/w) với dung dịch vỏ bao có nồng độ 30% gồm maltodextrin và gum arabic (phối trộn theo tỉ iv lệ 2:1, w/w) được sấy phun thành công ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra tối ưu là 157℃ và 91℃. Hiệu suất thu hồi bột và hiệu suất vi bao TPC, TFC, vitamin C lần lượt là 91,15%, 61,44%, 37,42% và 27,19%.

Bột vi bao có độ ẩm là 3,02% và ổn định hơn khi được bảo quản ở 10℃. Độ ẩm tương đối phù hợp để bảo quản bột lâu dài là dưới 40% để bột đạt độ ẩm cân bằng dưới giá trị Mo là 4,01% theo dự đoán của mô hình BET. Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong bột sơ ri vi bao có khả năng giải phóng tốt trong các dung môi mô phỏng môi tường thực phẩm ưa nước và có xu hướng giải phóng mạnh mẽ trong 10 phút đầu tiên. Cơ chế giải phóng của bột vi bao được dự đoán theo mô hình Korsmeyer–Peppas và khuyếch tán theo định luật Fick.

Tóm lại, công nghệ vi bao vitamin C và các hợp chất phenolic có trong dịch chiết trái sơ ri tươi thể hiện tiềm năng ứng dụng và ý nghĩa thực tiễn cao. Hàm lượng polyphenol và vitamin C cùng với hoạt tính chống oxy hóa cao của bột vi bao phù hợp để sử dụng như một chất bổ sung dinh dưỡng. Từ khóa: cô đặc, hợp chất có hoạt tính sinh học, nhũ hóa, sấy phun, sơ ri. v ABSTRACT Project title: Encapsulation of vitamin C and phenolic compounds in acerola fruit extract (Malpighia emarginata DC) Ph.

candidate: Dang Thi Yen Major: Food Technology Major code: 9.01 TThe research was carried out with the objectives of (1) determining a suitable process to enrich vitamin C and phenolic compounds in acerola fruit extract using the freeze-concentration method, (2) identifying the conditions suitable for preparing water-in-oil (W/O) and water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsions from concentrated acerola fruit extract by spontaneous emulsification method, (3) optimizing the conditions for microencapsulation of acerola extract by spray drying method, (4) predicting the ability to release vitamin C, phenolic compounds (TPC), flavonoid compounds (TFC) and the ability to scavenge DPPH free radicals of microencapsulated acerola extract powder through various release kinetic models in a food simulation environment, (5) determining the influence of storage temperature and air humidity on the content of vitamin C, TPC, TFC and DPPH free radical scavenging ability of microencapsulated acerola extract powder. Research findings indicate that a three-stage freeze-concentration process, with freezing times of 24, 36, and 60h, respectively, was suitable for concentrating fresh acerola fruit extracts. The W/O emulsion was prepared using 40% (v/v) concentrated juice and a 60% (v/v) oil phase (comprising sunflower oil and 10% (v/v) Polyglycerol polyricinolate). Subsequently, the W/O/W emulsion was formed by stirring 25% Tween 80 and 21% W/O emulsion at 700 rpm for 15 min.

The resulting emulsion exhibited droplets with a size of 0.01 µm and a polydispersity index of 0. Notably, the TPC, TFC, and vitamin C content were measured at 5. Furthermore, the antioxidant capacity, determined using the DPPH free radical scavenging method, was reported as 62. Microscopic examination vi revealed that the emulsion droplets exhibited a clear dual-phase morphology, appearing spherical without aggregation.

The W/O/W emulsion containing acerola extract was homogenized with a 30% wall stock solution composed of maltodextrin and gum Arabic (in a 2:1 w/w ratio) at a ratio of 1:1. This emulsion was successfully spray-dried under optimized inlet and outlet temperatures of 157℃ and 91℃, respectively. The resulting encapsulated powder exhibited favorable characteristics. The powder recovery efficiency for TPC, TFC, and vitamin C was 91.

Notably, the encapsulated powder maintained a low moisture content of 3. Storage stability studies revealed that storage at 10℃ was preferable. For long-term storage, maintaining relative humidity below 40% is recommended to ensure an equilibrium moisture content below the critical moisture value (Mo) of 4.01%, as predicted by the Brunauer-Emmett-Teller model. The bioactive compounds in microencapsulated acerola powder exhibited good release properties in solvents that simulate hydrophilic food environments, with a strong release tendency in the first 10 min.

The release mechanism of microencapsulated powder was predicted by the Korsmeyer–Peppas model and followed diffusion according to Fick's law. In summary, the microencapsulation of vitamin C and phenolic compounds in fresh acerola fruit extract demonstrates high application potential and practical significance. The high quality of the microencapsulated powder, with its significant polyphenol and vitamin C content and retained antioxidant activity, makes it suitable for use as a nutritional supplement. Key words: acerola, bioactive compounds, freeze concentration, emulsion, encapsulation, spray drying.

vii DANH MỤC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 1. Đặng Thị Yến, Trần Hiếu, Dương Thị Ngọc Diệp, Kha Chấn Tuyền (2024). Nghiên cứu tính ổn định và hoạt tính chống oxy hoá của dịch ép sơ ri bằng phương pháp cô đặc lạnh đông và nhũ tương. Tạp chí Khoa Học Đại học Công Thương.vn/journal/journal/single/3717 2.

Dang, Hieu Chan, Tuyen Chan Kha (2024). Effect of W/O/W emulsion on the spray drying of bioactive compounds from concentrated acerola juice. Presented at The First Vietnam International Symposium on Medicinal Plants and Natural Products (MPNP2024). Dang, Hieu Tran, Tuyen C.

Stability and Antioxidant Properties of Freeze-concentrated Acerola Juice in Water-in-oil-in-water Emulsion. Applied Food Research, 4(2), 100621. Dang, Hieu Tran, Tuyen C. The Effects of Spray Drying Conditions on the Physicochemical Properties of Encapsulated Powder Prepared by Water-in-oil-in-water Acerola Emulsion.

Journal of Food and Nutrition Research, 63(4), 323-335.sk/en/index.php?mainID=2&navID=34&version=2&volum e=0&article=2370. Encapsulation of W/O/W Acerola Emulsion by Spray Drying: Optimization, Release Kinetics, and Storage Stability. viii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. iii DANH MỤC CÔNG BỐ KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ .vii MỤC LỤC.

viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .xii DANH MỤC CÁC BẢNG. xiii DANH MỤC CÁC HÌNH. xv MỞ ĐẦU .1 Tổng quan về sơ ri .1 Tình hình phân bố sơ ri ở Việt Nam và thế giới .2 Tình hình chế biến và xuất khẩu sơ ri .2 Các hợp chất có hoạt tính sinh học .1 Một số hợp chất có hoạt tính sinh học trong sơ ri .2 Tác động của các hợp chất có hoạt tính sinh học trong dịch chiết trái sơ ri đối với cơ thể người .3 Nhận xét chung .